摘要:本文針對(duì)迷你的寵物在主人無(wú)法隨時(shí)照料愛(ài)寵的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一套針對(duì)迷你寵物喂養(yǎng)的智能寵物系統(tǒng),通過(guò)連接機(jī)智云智能硬件自助開(kāi)發(fā)對(duì)此系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì),為迷你寵物的智慧喂養(yǎng)提供了科學(xué)合理的解決方案。

1引言

飼養(yǎng)迷你寵物逐漸成為年輕人的時(shí)尚,但由于工作繁忙很多萌寵都無(wú)法得到悉心照顧,課題設(shè)計(jì)了一個(gè)針對(duì)迷你寵物飼養(yǎng)的智能家居系統(tǒng),系統(tǒng)基于應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層三層物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu),具有云平臺(tái)、上位機(jī)、下位機(jī)、移動(dòng)智能終端四大模塊。其中,下位機(jī)由CC2530作為協(xié)調(diào)器,通過(guò)ZigBee協(xié)議完成無(wú)線終端節(jié)點(diǎn)組網(wǎng),STM32單片機(jī)搭載esp8266WIFI模塊作為下位機(jī)網(wǎng)關(guān),借助機(jī)智云自助開(kāi)發(fā)平臺(tái)提供的M2M協(xié)議完成下位機(jī)和移動(dòng)智能終端的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1下位機(jī)整體設(shè)計(jì)

下位機(jī)系統(tǒng)主要依靠CC2530芯片、以及STM32F103芯片基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議,組成星形無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)層。采用ZigBee進(jìn)行下位機(jī)組網(wǎng),下位機(jī)由寵物環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、寵物體征監(jiān)測(cè)模塊、執(zhí)行部件控制模塊、安防報(bào)警模塊組成,主要負(fù)責(zé)寵物環(huán)境以及體征狀況信息采集以及執(zhí)行部件控制,下位機(jī)硬件結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖1。

圖1硬件結(jié)構(gòu)框圖

2.2上位機(jī)設(shè)計(jì)

上位機(jī)選用PC作為硬件平臺(tái),利用C#語(yǔ)言完成上位機(jī)界面開(kāi)發(fā),SerialPort控件完成與下位機(jī)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)通信,上位機(jī)帶有顯示界面,能夠?qū)櫸锃h(huán)境以及寵物體征數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示,另外它還具有控制界面,能夠進(jìn)行投食、喂水、加熱等執(zhí)行部件控制。部分上位機(jī)控制顯示界面見(jiàn)圖2。

圖2上機(jī)位控制顯示界面

3系統(tǒng)性能測(cè)試

搭建寵物環(huán)境并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)功能進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試工作主要包括下位機(jī)上電組網(wǎng)測(cè)試、寵物環(huán)境以及體征參數(shù)本地和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)測(cè)試、下位機(jī)執(zhí)行部件本地和遠(yuǎn)程控制測(cè)試,下位機(jī)系統(tǒng)閉環(huán)雙位式控制測(cè)試。系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程如下:

(1)開(kāi)啟下位機(jī)協(xié)調(diào)器及各終端節(jié)點(diǎn),觀測(cè)下位機(jī)液晶屏,查看各終端節(jié)點(diǎn)是否依次上報(bào)數(shù)據(jù)。

(2)開(kāi)啟下位機(jī)網(wǎng)關(guān),連接路由上網(wǎng)后,打開(kāi)手機(jī)APP頁(yè)面,查看數(shù)據(jù)是否通過(guò)云端轉(zhuǎn)發(fā)至移動(dòng)終端;開(kāi)啟上位機(jī)界面,并打開(kāi)預(yù)先配置端口,查看數(shù)據(jù)是否正常傳送至上位機(jī)界面。

(3)開(kāi)啟下位機(jī)網(wǎng)關(guān),連接路由上網(wǎng)后,打開(kāi)手機(jī)APP頁(yè)面,查看數(shù)據(jù)是否通過(guò)機(jī)智云云端轉(zhuǎn)發(fā)至移動(dòng)終端;開(kāi)啟上位機(jī)界面,并打開(kāi)預(yù)先配置端口,查看數(shù)據(jù)是否正常傳送至上位機(jī)界面。

(4)系統(tǒng)升溫、降溫、加濕、降濕操作,查看執(zhí)行部件是否按照閉環(huán)雙位式規(guī)定控制模式開(kāi)啟。

4結(jié)束語(yǔ)

這是一個(gè)基于機(jī)智云智能硬件自助開(kāi)發(fā)平臺(tái)并且針對(duì)迷你寵物飼養(yǎng)的智能家居系統(tǒng),經(jīng)連續(xù)24小時(shí)不停機(jī)測(cè)試,系統(tǒng)性能穩(wěn)定,運(yùn)行正常,在網(wǎng)絡(luò)狀況良好的情況下,正確數(shù)據(jù)采樣頻率達(dá)到2kS/s,其整體設(shè)計(jì)方案對(duì)于迷你寵物的智慧喂養(yǎng)具有一定的指導(dǎo)意義。